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COMPARACIÓN ENTRE LOS MÉTODOS ESTADÍSTICOS BIVARIADO Y MULTIVARIADO PARA LA ZONIFICACIÓN DE LA SUSCEPTIBILIDAD POR MOVIMIENTOS EN MASA EN ESCALA 1:10.000 EN EL MUNICIPIO DE LA ESTRELLA - ANTIOQUIA
PROYECTO DE GRADO
Autoras:
PAULA ANDREA CORTÉS SALAZAR
SARA GRAJALES RUIZ
Asesor:
MARCO FIDEL GAMBOA RAMÍREZ
MEDELLÍN - ANTIOQUIA
UNIVERSIDAD EAFIT
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA TIERRA
Medellín, 11 de mayo de 2018
1
CONTENIDO
AGRADECIMIENTOS ......................................................................................................................5
INTRODUCCIÓN ..............................................................................................................................6
PREGUNTA DE TRABAJO ............................................................................................................7
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ..........................................................................................7
1. LOCALIZACIÓN .......................................................................................................................9
2. ANTECEDENTES .................................................................................................................. 10
3. MARCO REGIONAL ............................................................................................................. 13
4. OBJETIVOS ............................................................................................................................ 14
4.1 OBJETIVO GENERAL ....................................................................................................... 14
4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ............................................................................................. 14
5. MARCO TEÓRICO ................................................................................................................ 15
6. METODOLOGÍA .................................................................................................................... 18
6.1 VARIABLES METODOLÓGICAS .................................................................................... 19
6.1.1 Pendiente ....................................................................................................................... 19
6.1.2 Relieve relativo ............................................................................................................. 21
6.1.3 Curvatura en perfil ........................................................................................................ 22
6.1.4 Distancia a drenajes .................................................................................................... 23
6.1.5 Distancia a fallas .......................................................................................................... 26
6.1.6 Distancia a vías ............................................................................................................ 27
6.1.7 Geología local ............................................................................................................... 28
6.1.8 Geomorfología .............................................................................................................. 36
6.1.9 Usos del suelo .............................................................................................................. 44
6.1.10 Morfodinámico ............................................................................................................ 48
7. MÉTODO BIVARIADO (PESO DE LA EVIDENCIA) ....................................................... 53
8. MÉTODO MULTIVARIADO (REGRESIÓN LOGÍSTICA) ............................................... 54
9. MÉTODOS PARA LA VALIDACIÓN DE RESULTADOS .............................................. 56
9.1 CURVA ROC (RECEIVER OPERATING CHARACTERISTIC) .................................. 56
9.2 CURVA DE ÉXITO .............................................................................................................. 56
10. RESULTADOS ................................................................................................................... 58
10.1 MÉTODO BIVARIADO (PESO DE LA EVIDENCIA) .................................................. 58
2
10.1.1 Susceptibilidad alta ..................................................................................................... 58
10.1.2 Susceptibilidad media................................................................................................ 58
10.1.4 Susceptibilidad baja ................................................................................................... 59
10.1.5 Curva de éxito ............................................................................................................. 60
.......................................................................................................................................................... 60
10.2 MÉTODO MULTIVARIADO (REGRESIÓN LOGÍSTICA) .......................................... 60
10.2.1 Susceptibilidad alta .................................................................................................... 61
10.2.2 Susceptibilidad media................................................................................................ 61
10.2.3 Susceptibilidad baja ................................................................................................... 61
10.2.4 Curva de éxito ............................................................................................................. 62
10.3 CURVA ROC (RECEIVER OPERATING CHARACTERISTIC) ................................ 63
11. DISCUSIÓN ........................................................................................................................ 65
12. CONCLUSIONES .............................................................................................................. 67
13. RECOMENDACIONES ..................................................................................................... 69
14. BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................................. 70
LISTA DE ILUSTRACIONES
Ilustración 1. Mapa de localización del Municipio de La Estrella-Antioquia. Programa SIG. Elaboración propia (2018). .......................................................... 9 Ilustración 2. Mapa de Pendiente-Municipio de La Estrella, por medio de SIG. Elaboración propia (2018) ................................................................................... 20 Ilustración 3. Mapa de Relieve Relativo del Municipio de La Estrella. Realizado por medio de SIG, elaboración propia (2018) .................................. 21 Ilustración 4. Mapa de Curvatura del Municipio de La Estrella. Realizado por medio de SIG, Elaboración propia (2018) .......................................................... 22 Ilustración 5. Mapa de Distancia a Drenajes del Municipio de La Estrella,
3
usando SIG. Elaboración propia (2018). ............................................................ 24 Ilustración 6. Mapa de Distancia a Fallas del Municipio de La Estrella, usando SIG. Elaboración propia (2018). .......................................................................... 26 Ilustración 7. Mapa de Distancia a Vías del Municipio de La Estrella, usando SIG. Elaboración propia (2018). .......................................................................... 27 Ilustración 8. Esquistos de Caldas vía Variante de Caldas .............................. 29 Ilustración 9. Esquistos de Caldas vía Variante de Caldas .............................. 30 Ilustración 10. Roca serpentinizada como protolito la peridotita de Romeral - vereda La Esperanza ........................................................................................... 31 Ilustración 11. Gabro de Romeral - Cerca de la antigua cantera Maraca ........ 32 Ilustración 12. Gabro de Romeral - Cerca de la antigua cantera Maracay ...... 32 Ilustración 13. Afloramiento de rocas volcanosedimentarias de Quebradagrande, en la vía de la quebrada La Culebra. ................................... 33 Ilustración 14. Basaltos (Formación Quebradagrande) con presencia de metamorfismo dinámico- reserva El Romeral ................................................... 34 Ilustración 15. Depósitos aluviales - Urbanización Villas de Ensueño ........... 35 Ilustración 16. Depósitos aluviales - Barrio Tarapacá, quebrada La Ospina .. 35 Ilustración 17. Mapa de Geología del Municipio de La Estrella modificado de la Microzonificación sísmica (2016) ................................................................... 36 Ilustración 18. Mapa de Geomorfología del Municipio de La Estrella, usando SIG. Elaboración propia (2018) ........................................................................... 44 Ilustración 19. Evidencia de erosión por sobrepastoreo ................................. 47 Ilustración 20. Presencia de cultivo de plátano en una ladera del sector Tablaza .................................................................................................................. 47 Ilustración 21. Mapa de Uso del Suelo del Municipio de La Estrella, elaborado por las autoras usando SIG (2018) ..................................................................... 48 Ilustración 22. Deslizamiento rotacional, finca La Florencia, Pueblo Viejo .... 49 Ilustración 23. Deslizamiento rotacional, finca La Florencia, Pueblo Viejo .... 50 Ilustración 24. Flujo de lodo - vereda La Esperanza (parte alta) ...................... 50 Ilustración 25. Flujo de lodo, vereda La Esperanza (parte alta) ....................... 51
4
Ilustración 26. Flujo de lodos finca La Cuesta, vereda Tierra Amarilla ........... 51 Ilustración 27. Deslizamiento traslacional cerca de la planta de tratamiento de agua del sector Pueblo Viejo. ........................................................................ 52 Ilustración 28. Mapa de Movimiento en Masa del Municipio de La Estrella, elaborado por las autoras usando SIG (2018) ................................................... 52 Ilustración 29. Mapa de Susceptibilidad por Movimientos en Masa. .............. 59 Ilustración 30. Curva de éxito del mapa de susceptibilidad por el método bivariado. .............................................................................................................. 60 Ilustración 31. Mapa de susceptibilidad 1 RL .................................................... 62 Ilustración 32. Curva de éxito del mapa 1 LG .................................................... 63 Ilustración 33. Curva ROC ................................................................................... 64
LISTA DE TABLAS
Tabla 1. Valores para la reclasificación del mapa de pendiente ...................... 20
Tabla 2. Valores para la reclasificación del mapa de Relieve Relativo ........... 22
Tabla 3. Valores para la reclasificación del mapa de Curvatura ...................... 23
Tabla 4. Valores para la reclasificación del mapa de distancia drenajes ....... 25
Tabla 5. Valores para la reclasificación del mapa de distancia fallas ............. 27
Tabla 6. Valores para la reclasificación del mapa de distancia vías ............... 28
Tabla 7. Tabla de curva ROC Tomada de García, 2017 .................................... 56
5
AGRADECIMIENTOS
Un gran agradecimiento a nuestro asesor, familiares, amigos, y a todas las
personas que de una u otra forma influyeron en el desarrollo de este proyecto.
6
INTRODUCCIÓN
En el municipio de La Estrella, Antioquia, se presentan constantemente procesos
morfodinámicos, en su mayoría movimientos en masa, asociados principalmente a
un fuerte control estructural, las altas pendientes y a la presencia de una litología
con alto grado de meteorización.
En los últimos años la densidad poblacional del Municipio de la Estrella ha
incrementado notablemente, por lo que el desarrollo urbanístico, ambiental y social
debe ser proporcional a dicho crecimiento y en concordancia con las restricciones
geológicas que presenta el territorio. Para esto se deben generar mapas de
zonificación de susceptibilidad por movimientos en masa, pues éstos son una
herramienta importante para la planificación y desarrollo de un territorio, pues
indican cuáles áreas pueden llegar a verse afectadas ante un evento de este tipo
al representar la probabilidad de ocurrencia en el espacio. Además, los entes a
cargo de la gestión del riesgo han cobrado importancia relevante en los últimos
años, puesto que es necesario contar con un plan de gestión del riesgo y recursos
suficientes para afrontar los riesgos. En ese orden de ideas, por medio de mapas
en escala 1:10.000 se pretende realizar la zonificación de susceptibilidad por
movimientos en masa a partir de un análisis estadístico según dos metodologías
(bivariado y multivariado), con el fin de generar una comparación entre ambas e
identificar el modelo que más se ajuste a la realidad de la zona y que pueda servir
de insumo para la toma de decisiones en cuanto a la gestión del riesgo.
7
HIPÓTESIS DE TRABAJO
Los mapas de susceptibilidad pueden generarse por diversas metodologías, entre
las cuales se encuentran los métodos heurísticos (directo y jerárquico), que se
basan en el criterio y el conocimiento del experto, y los métodos estadísticos
(univariado, bivariado y multivariado), que se fundamentan en análisis
cuantitativos de las variables seleccionadas.
Debido a que los métodos heurísticos tienen un alto nivel de subjetividad, se
cuenta con los métodos cuantitativos y determinísticos que generan una mayor
confiabilidad en los resultados. Sin embargo, hay un debate sobre cuál de estos
métodos se ajusta más a la realidad, puesto que la diferencia radica en factores
como: variables utilizadas, características intrínsecas de la localidad y los métodos
que se comparen. Como ejemplo de esto, Nandi y Shakoor (2010) realizan una
comparación entre un método bivariado y uno multivariado, señalando que es más
preciso el método multivariado, lo cual es validado por Schicker y Moon (2012),
además Fotheringham et. al., (2001), Erner et. al., (2010) realizaron estudios que
reafirman que estos métodos tienen una alta precisión. Sin embargo, Nampak et.
al., (2014), Pradhan et. al., (2014) y Hong et. al., (2016), indican que los métodos
bivariados tienen mayor exactitud que los multivariados.
Este trabajo pretende demostrar que los métodos Peso de la Evidencia y
Regresión Logística, deben tener un alto nivel de precisión y similitud en los
resultados, puesto que se trata de dos modelos estadísticos.
PREGUNTA DE TRABAJO ¿Qué método estadístico, entre el del Peso de la Evidencia (bivariado) y el de
Regresión Logística (multivariado), presenta una mayor confiabilidad para la
zonificación de susceptibilidad por movimientos en masa a escala 1:10000 del
Municipio de La Estrella, Antioquia?
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Los movimientos en masa son fenómenos naturales que pueden generarse por
8
intervenciones antrópicas o mecanismos naturales, y son de particular interés para
los entes gubernamentales ya que una mayor comprensión de tales eventos
permitirá mitigar o evitar desastres al facilitar las respectivas gestiones.
En los últimos años el uso de los métodos estadísticos se ha incrementado, siendo
el método bivariado el más usado debido a su facilidad para procesar los datos, a
pesar de ello, el método multivariado puede presentar un alto nivel de precisión,
por lo anterior se realiza una comparación entre ambas metodologías para así
identificar cuál de los métodos previamente mencionados es más preciso según
las características de la zona de estudio.
En el municipio de La Estrella se asienta una importante cantidad de viviendas que
pueden llegar a verse afectadas por movimientos en masa, y en simultánea se
evidencia un marcado aumento en nuevas construcciones, lo cual incrementa el
riesgo de la población. Este aumenta por la falta de estudios que indiquen el cómo
o el por qué se pueden generar dichos fenómenos, siendo necesario realizar un
análisis de las condiciones intrínsecas del área, mediante dos métodos
estadísticos con el fin de facilitar la gestión del riesgo en el Municipio y así
convertirse en un insumo para el desarrollo del mismo.
9
1. LOCALIZACIÓN
El municipio de La Estrella se encuentra ubicado al Suroeste del Valle de Aburrá,
en el Departamento de Antioquia, limita con los municipios de Caldas, al Sur,
Itagüí y Medellín, al Norte, al Este con Sabaneta y al Oeste con Angelópolis.
Este municipio abarca parte de la vertiente occidental del río Aburrá y un área
menor de la vertiente oriental (Microzonificación sísmica, 2006). Cuenta con una
extensión de 34.88 km2, con un área urbana de 3.68 km2 y una rural de 31.32
km2 y cuya principal vía de acceso es la Autopista Sur.
Ilustración 1. Mapa de localización del Municipio de La Estrella-Antioquia.
Programa SIG. Elaboración propia (2018).
10
2. ANTECEDENTES
Existe un gran soporte bibliográfico con respecto a los métodos bivariados y
multivariados. Van Westen ha empleado esta metodología repetidas veces y uno
de sus trabajos fue el desarrollado en 2015, en este se evalúa el método de Peso
de la Evidencia para dos áreas con características diferentes, allí se analiza cómo
se comporta el método en la cuenca al Oeste de los Alpes Italianos y en el
condado de Buzau en Rumania; asimismo Chen et. al. (2016) realizan una
comparación entre varios métodos bivariados para zonificar áreas con
susceptibilidad a movimientos en masa en el monte Taibai, en China. Por otro
lado, Erner et. al. (2010) realiza en Noruega una zonificación de procesos
morfodinámicos por medio de una metodología multivariada (Regresión Logística);
también Catani et. al. (2013) utiliza la metodología multivariada para el mapeo de
susceptibilidad en la cuenca Arnor, en Italia central, el artículo se enfoca en
determinar los factores que condicionan las variables que se emplean.
Además, se han realizado otros estudios donde se comparan diferentes
metodologías, como el de Hong et. al (2016) que contrasta dos métodos
bivariados y dos multivariados, también Schicker y Moon (2012) hacen uso de
estas metodologías a una escala regional en Waikato, por su parte Nandia y
Shakoor, (2010), Shahabi y Ahmad (2013), confrontan estas dos metodologías en
Ohio y en Azerbaijani respectivamente.
En Colombia, se utiliza principalmente el método bivariado puesto que el Servicio
Geológico Colombiano ha elaborado guías metodológicas para realizar la
zonificación de susceptibilidad por movimiento en masa a diferentes escalas,
como en el caso del estudio de Alvarado et. al (2012) donde se realiza una
zonificación de amenaza por movimientos en masa aplicando un método
heurístico y un bivariado en la cuenca del río Combeima en Ibagué (Tolima);
además, se encuentran trabajos de grado que abordan esta temática entre ellos,
11
el trabajo de González (2015) y el de Guisao (2015).
El Municipio de La Estrella no cuenta con análisis en los cuales se utilicen
métodos estadísticos, pero sí con otros estudios generales que incluyen “El evento
del 29 y 30 de mayo de 2000 en La Estrella y Sabaneta (Antioquia)” (Cadavid y
Hermelin, 2005), el Diagnóstico ambiental municipal (2005), el Estudio de áreas
degradadas (2006), el Plan Básico de Ordenamiento Territorial (2008) y La
Microzonificación sísmica del Valle de Aburrá (2006).
En el Diagnóstico ambiental municipal y en la microzonificación sísmica se
encuentran descritas las unidades que conforman el marco geológico del
municipio de La Estrella. Estas corresponden a Esquistos de Caldas (PZeC),
Esquistos de Cajamarca (TReC), Peridotita de Romeral (JuR), Gabro de Romeral
(JgR) y rocas volcanosedimentarias y volcánicas del Complejo Quebradagrande
(KvQG y KvsQG), además de las coberturas de depósitos de vertiente (Qdv),
depósitos aluviales (Qal) y llenos antrópicos (QII). Por su parte, dentro del
Diagnóstico ambiental municipal (2005), se identifica la Secuencia sedimentaria de
La Culebra - La Llorona y dunita serpentinizada.
Para el Municipio de La Estrella se definen como principales geoformas la unidad
de terrazas y llanuras de inundación, unidad de conos de deyección, unidad de
laderas suaves, unidad de laderas colinadas, unidad de colinas bajas y vertientes
largas, unidad de colinas bajas y vertientes cortas, unidad de colinas medias,
unidad de colinas altas, unidad de filos largos, unidad de filos cortos; esto, según
el diagnóstico Ambiental Municipal y la microzonificación sísmica.
En este municipio habitan 64.323 habitantes (DNP, 2016), por tanto, cuenta con
un Plan Básico de Ordenamiento Territorial (PBOT), puesto que la Ley 388 de
1997, en el artículo 9° numeral C, estipula: “Los Planes Básicos de Ordenamiento
Territorial deben ser elaborados y adoptados por las autoridades de los municipios
con población entre 30.000 y 100.000 habitantes”. De igual modo, en el Acuerdo
que adopta el Plan Básico, se indican las zonas con amenaza, riesgo alto, medio y
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bajo por movimiento en masa y demás fenómenos naturales.
Por otro lado, en el Plan de Ordenamiento y Manejo de la Cuenca Aburrá
(POMCA, 2005) y en el estudio de Áreas Degradadas se reglamentan los retiros a
quebradas urbanas con base en cuatro criterios: definición de llanuras de
inundación, geomorfología, retiros ambientales y retiros de redes de servicios
públicos.
13
3. MARCO REGIONAL
La zona de estudio se encuentra ubicada en un área de alta actividad tectónica,
por interacción de las placas Nazca, Suramericana y Caribe, generando una
estructura cortical con un complejo sistema de fallas regionales (Microzonificación
sísmica, 2006). Además, ha sufrido distintos eventos acrecionales, orogénicos,
erosivos y depositacionales, por lo que la cordillera Central ha presentado a lo
largo del tiempo estos diversos procesos.
En el extremo Norte de esta zona montañosa se encuentra la microplaca del
Bloque Andino, allí se ubica el Municipio de la estrella que a su vez hace parte del
Valle de Aburrá. l La zona Sur cuenta con la expresión del sistema de fallas de
Romeral, donde se observan evidencias de la falla San Jerónimo con una
expresión NS, la cual separa la corteza continental (Cajamarca) de la oceánica
(Quebradagrande), en el área también se encuentran evidencias de las fallas
Santa Isabel con una dirección NS, quesepara los esquistos de Cajamarca con las
Anfibolitas de Caldas, Ancón con una dirección de N50W que muestra algunas
zonas brechosas en el área de Ancón Sur, La Reventona pertenece al sistema de
fallas de San Jerónimo con una dirección NS y se observa en los sectores de La
Tablaza y Pueblo Viejo y, Tierra Amarilla que se encuentra en la parte alta del
municipio en la vereda Quebradagrande donde se observan drenajes alineados
N60W (Microzonificación sísmica, 2006).
En el área afloran las siguientes litologías. El complejo Quebradagrande que nace
de un sistema arco volcánico cuenca marginal durante el cretácico temprano
(Álvarez, 1987), complejo Ofiolítico del Romeral que no tiene una edad definida,
pero se relaciona con el Gabro de Pueblito y de Heliconia con una edad de
enfriamiento del cretácico temprano, el complejo Cajamarca que cuenta con una
gran dispersión de fechas que van desde el Paleozoico hasta el Cenozoico y los
depósitos aluviales y de vertiente (Microzonificación sísmica, 2006).
14
4. OBJETIVOS
4.1 OBJETIVO GENERAL Caracterizar, zonificar y comparar por medio de dos métodos estadísticos (Peso
de la Evidencia y Regresión Logística) la susceptibilidad por movimientos en masa
a escala 1:10.000 a la que se encuentra expuesto el municipio de La Estrella,
Antioquia.
4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ● Compilar y analizar la cartografía, las fotografías aéreas e imágenes
satelitales, además de la información sobre estudios en el municipio de La
Estrella y los documentos referentes a la metodología a emplear.
● Actualizar los estudios geomorfológicos de la zona de estudio.
● Corroborar estudios geológicos previos del área a escala 1:10.000
● Generar las variables morfométricas y de distancia del área de estudio, a
partir de la cartografía base y los mapas preliminares al trabajo de campo,
con la ayuda de la herramienta SIG.
● Zonificar y analizar la susceptibilidad por movimientos en masa en el
municipio de La Estrella, al aplicar los métodos estadísticos bivariado y
multivariado por medio de la herramienta SIG y el software MATLAB.
● Analizar, interpretar y comparar los resultados obtenidos por cada uno de
los métodos para generar conclusiones y recomendaciones.
15
5. MARCO TEÓRICO
A continuación, se presenta el glosario de términos que abarca el presente
proyecto:
5.1 AMENAZA: peligro latente de que un evento físico de origen natural, o
causado, o inducido por la acción humana de manera accidental, se presente con
una severidad suficiente para causar pérdida de vidas, lesiones u otros impactos
en la salud, así como también daños y pérdidas en los bienes, la infraestructura,
los medios de sustento, la prestación de servicios y los recursos ambientales. (Ley
1523, 2012).
5.2 ANÁLISIS Y EVALUACIÓN DEL RIESGO: implica la consideración de las
causas y fuentes del riesgo, sus consecuencias y la probabilidad de que dichas
consecuencias puedan ocurrir. Es el modelo mediante el cual se relaciona la
amenaza y la vulnerabilidad de los elementos expuestos, con el fin de determinar
los posibles efectos sociales, económicos y ambientales y sus probabilidades. Se
estima el valor de los daños y las pérdidas potenciales, y se compara con criterios
de seguridad establecidos, con el propósito de definir tipos de intervención y
alcance de la reducción del riesgo y preparación para la respuesta y recuperación
(Ley 1523, 2012).
5.3 ÁREAS CON CONDICIÓN DE RIESGO: corresponden a las zonas o áreas del
territorio municipal clasificadas como de amenaza alta que estén urbanizadas,
ocupadas o edificadas, así como en las que se encuentren elementos del sistema
vial, equipamientos (salud, educación, otros) e infraestructura de servicios
públicos. Estas áreas requieren de estudios de riesgo de detalle para definir tanto
su mitigabilidad o no, como el nivel de riesgo de los elementos expuestos.
Igualmente, aquellos tramos de quebradas que están conducidos por estructuras
16
hidráulicas, sobre las cuales se encuentran construidas edificaciones. (Decreto
1807, 2014)
5.4 INTERVENCIÓN: corresponde al tratamiento del riesgo mediante la
modificación intencional de las características de un fenómeno con el fin de reducir
la amenaza que representa o de modificar las características intrínsecas de un
elemento expuesto con el fin de reducir su vulnerabilidad. (Ley 1523, 2012)
5.5 EMERGENCIA: situación caracterizada por la alteración o interrupción intensa
y grave de las condiciones normales de funcionamiento u operación de una
comunidad, causada por un evento adverso o por la inminencia del mismo, que
obliga a una reacción inmediata y que requiere la respuesta de las instituciones
del Estado, los medios de comunicación y de la comunidad en general. (Ley 1532,
2012)
5.6 EXPOSICIÓN (ELEMENTOS EXPUESTOS): se refiere a la presencia de
personas, medios de subsistencia, servicios ambientales y recursos económicos y
sociales, bienes culturales e infraestructura que por su localización pueden ser
afectados por la manifestación de una amenaza. (Acuerdo 48, 2014).
5.7 MOVIMIENTOS EN MASA: incluyen todos aquellos movimientos ladera
debajo de una masa de roca, de detritos o de tierras, como caídas, volcamientos,
deslizamientos, flujos, propagaciones laterales y reptaciones. (Acuerdo 48, 2014).
5.8 RECURRENCIA: tiempo promedio entre dos eventos de iguales
características que han ocurrido en el pasado. (Acuerdo 48, 2014).
5.9 RIESGO DE DESASTRES: corresponde a los daños o pérdidas potenciales
que pueden presentarse debido a los eventos físicos peligrosos de origen natural,
socio-natural, tecnológico, biosanitario o humano no intencional, en un periodo de
17
tiempo específico y que son determinados por la vulnerabilidad de los elementos
expuestos; por consiguiente el riesgo de desastres se deriva de la combinación de
la amenaza y la vulnerabilidad (Acuerdo 48, 2014).
5.10 SUSCEPTIBILIDAD: es una estimación en términos cuantitativos y
cualitativos que se hace de una región en la que pueden o no producirse
fenómenos de remoción en masa. Esta evaluación se genera a partir de la
correlación entre las variables que influyen en mayor medida en el desarrollo de
movimientos en masa, para así determinar la relación entre las características del
terreno y la ocurrencia de los eventos de movimientos (SGC, 2013). Cabe anotar
que en el análisis de susceptibilidad no se tiene en cuenta el periodo de retorno.
5.11 VULNERABILIDAD: es la predisposición y fragilidad física, económica,
política o social que presenta una comunidad de ser afectada o que se produzcan
daños en su infraestructura y cómo puede reponerse dicha comunidad ante tales
eventos (Cardona, 2001).
18
6. METODOLOGÍA
Para la elaboración del mapa de susceptibilidad por movimientos en masa en el
Municipio de La Estrella se tuvo en cuenta la siguiente metodología:
● Revisión bibliográfica de estudios desarrollados por el Municipio de La
Estrella, Área Metropolitana del Valle de Aburrá, Corantioquia, Universidad
Nacional de Colombia y la Universidad EAFIT.
● Uso de evidencias geomorfológicas en relación con los datos históricos que
permitan evaluar la probabilidad de ocurrencia de movimientos en masa.
● Recopilación de información cartográfica, fotografías aéreas, imágenes
satelitales e información en formato SIG en escala 1:10.000.
● Fotointerpretación de la zona de los años 1996 y 2014, para generar una
base de datos histórica a través del inventario de procesos morfodinámicos,
en los cuales se define su identificación (código de movimientos en masa),
tipo (características del fenómeno), nombre de la cuenca donde se generó
(La Grande, La Bermejala, San Miguel, La Raya), actividad (activo,
inactivo), profundidad (superficial, profundo), uso y cobertura (tipo de
vegetación).
● Generación de mapas temáticos preliminares de geología, geomorfología y
procesos morfodinámicos, por medio de información secundaria y del
análisis geológico y geomorfológico de la zona, aplicando los Sistemas de
Información Geográfica y sensores remotos.
● Elaboración de un mapa geomorfológico al nivel de unidades.
● Realización de visitas de campo para corroborar y complementar los mapas
previamente generados, a través del levantamiento geológico y
geomorfológico en escala 1:10.000 y 1:25.000 respectivamente.
● Para la selección de los parámetros del mapa de susceptibilidad se sabe
que los movimientos en masa pueden generarse por diferentes factores;
19
unos más influyentes que otros, por lo cual es necesario identificar los que
permitirán la predicción de este tipo de eventos (Ozdemir y Altural, 2013)
● Integración de los datos previamente obtenidos para generar los mapas de
susceptibilidad utilizando ambos métodos estadísticos (Bivariado y
Multivariado), por medio de las herramientas de SIG y del software Matrix
Laboratory (MATLAB).
● Validación de los mapas de susceptibilidad implementando el método de
área bajo la curva, mediante el uso de la Curva Receiver Operating
Characteristic (ROC) y la Curva de Éxito.
● Realización de un análisis de los resultados y generación de un informe
final con dicho estudio, para posteriormente realizar la sustentación oral del
proyecto.
6.1 VARIABLES METODOLÓGICAS Para el desarrollo de los modelos mencionados anteriormente se tuvieron en
cuenta las siguientes variables según las características de la zona.
6.1.1 Pendiente Esta variable corresponde al ángulo que se forma entre un plano horizontal y la
superficie del terreno, en términos de grados o porcentaje y es uno de los factores
más importantes en la ocurrencia de mapas de susceptibilidad por remoción en
masa (Chen et al., 2016). El ángulo de pendiente tiene una relación con la
generación de deslizamientos debido a que constituyen un fenómeno de tipo
gravitacional, en donde las pendientes con rangos altos están asociados a valores
de aceleración mayores.
El rango de pendientes para el Municipio de La Estrella se adaptó de la tabla de
clasificación de INGEOMINAS (2011) (Tabla 1). Las clases de esta variable
presentan una variación de la pendiente de 4° y van desde 5° hasta 50°. En el
municipio de La Estrella, las zonas que representan las pendientes mayores se
ubican en la parte occidental del territorio, donde se encuentra un tramo del
Distrito Integral de Manejo Integral (DMI) de la reserva El Romeral; mientras las
20
pendientes menores se ubican en la parte central del municipio en las zonas
aledañas al río Aburrá (Figura 2).
Ilustración 2. Mapa de Pendiente-Municipio de La Estrella, por medio de SIG.
Elaboración propia (2018)
Tabla 1. Valores para la reclasificación del mapa de pendiente
Old values New values
<5° 1
6°-10° 2
11°-15° 3
16°-20° 4
21°-30° 5
21
31°-45° 6
>45° 7
6.1.2 Relieve relativo Esta variable se define como la diferencia entre la mayor y menor elevación de
una unidad determinada. Se mide por la diferencia de alturas entre la parte más
baja y más alta. El Relieve Relativo está directamente relacionado con la
resistencia de los materiales a nivel superficial; si el material se encuentra muy
disectado se genera un relieve con notables intervalos de altura
(CORANTIOQUIA, 2015). Se observa que, hacia el área de El Romeral, La
Esperanza y Pueblo Viejo se encuentran las mayores diferencias de elevación.
Para este estudio se clasificó esta variable según criterio técnico (Tabla 2) (Figura
3). Ilustración 3. Mapa de Relieve Relativo del Municipio de La Estrella. Realizado por
medio de SIG, elaboración propia (2018)
22
Tabla 2. Valores para la reclasificación del mapa de Relieve Relativo
Old values New values
0 - 10.4479 1
10.4479 - 20.895801 2
20.895801 - 31.343701 3
31.343701 - 41.791602 4
41.791602 - 52.239502 5
6.1.3 Curvatura en perfil Esta variable representa la concavidad y la convexidad del terreno; cuando los
valores son positivos significa que la curvatura es cóncava como se observa en el
mapa las áreas con los valores 5, 6 (tabla 3) (figura 4), cuando son negativos
indica que es una curvatura convexa las cuales se observan en menor proporción
en el mapa con los números 2, 3 (tabla 3), y cuando son cercanos a cero la
superficie es plana indicado en el mapa con el número 4. Es importante contar con
este factor para la zonificación de la susceptibilidad para fenómenos de remoción
en masa, ya que se relaciona a la concentración de agua, donde superficies
cóncavas pueden retener mayor volumen de agua a diferencia de las convexas.
Para el Municipio de La Estrella, se reclasifico la curvatura basándose en la
observación del histograma para identificar donde se acumulaban los datos y así
poder realizar las subdivisiones entre cóncavo, plano y convexo. Donde se
obtuvieron seis (6) zonas de susceptibilidad para esta variable (Tabla 3) (Figura 4).
Ilustración 4. Mapa de Curvatura del Municipio de La Estrella. Realizado por medio
de SIG, Elaboración propia (2018)
23
Tabla 3. Valores para la reclasificación del mapa de Curvatura
Old values New values
-648.943542 - -8 2
-8 - -0.001 3
-0.001 - 0.001 4
0.001 - 8 5
8 - 674 6
6.1.4 Distancia a drenajes La escorrentía juega un papel fundamental como desencadenante de fenómenos
de remoción en masa, ya que los ríos son un mecanismo importante para el
desarrollo de eventos, sobre todo en regiones montañosas (Chen et al., 2016). Por
24
lo tanto, esta variable se tuvo en cuenta para la zonificación de susceptibilidad,
puesto que hay registro de la presencia de varios afluentes, al igual que
significante sistemas montañosos.
El mapa de distancia a drenajes incluye zonas que se presentan en los márgenes
del área de estudio, los cuales se distribuyen uniformemente en el municipio. A
menor distancia (colores claros) se genera más susceptibilidad ante movimientos
en masa. En contraparte, a mayor distancia (colores fuertes) se reduce la
posibilidad de movimientos en masa. Esto es debido a que en cercanía con los
afluentes los niveles freáticos aumentan, y a medida que se alejan, el nivel freático
se va profundizando. Es importante mencionar que, la intercepción del nivel
freático con la superficie terrestre aumenta la posibilidad de fenómenos de
remoción en masa si se presenta en un terreno inclinado. La reclasificación para la
distancia a drenaje se adaptó modificó con base en Regmi et al., 2010,
utilizándose cinco (5) diferentes (Tabla 4) (Figura 5).
Ilustración 5. Mapa de Distancia a Drenajes del Municipio de La Estrella, usando
SIG. Elaboración propia (2018).
25
Tabla 4. Valores para la reclasificación del mapa de distancia drenajes
Old values New values
10-15m 1
15-20m 2
20-25m 3
25-30m 4
30-36285446m 5
26
6.1.5 Distancia a fallas Esta variable puede ser la responsable de la presencia de eventos de inestabilidad
puesto que, la actividad tectónica genera planos de debilidad en la roca, lo cual
ocasiona que el material se meteorice y erosione con mayor facilidad.
El Municipio de La Estrella presenta un sistema de falla en sentido NS que se
concentra principalmente en la parte nororiental; las distancias euclidianas para el
Municipio se reclasificaron basándose en Regmi et al., 2010 y adaptándolo a las
distancias requeridas para el lugar, donde los valores cercanos indican una mayor
susceptibilidad ante un evento movimiento en masa. A diferencia de las distancias
mayores, las cuales son menos susceptibles. Para este Municipio las clases de la
variable presentan una variación de 10 metros (Tabla 5) (Figura 6).
Ilustración 6. Mapa de Distancia a Fallas del Municipio de La Estrella, usando SIG.
Elaboración propia (2018).
27
Tabla 5. Valores para la reclasificación del mapa de distancia fallas
Old values New values
10-20m 1
20-30m 2
30-40m 3
40-50m 4
50-36285446m 5
6.1.6 Distancia a vías Las vías están asociadas a las intervenciones antrópicas que pueden llegar a
desarrollar procesos de inestabilidad, esto se produce debido a los cortes
generados, ya que estos pueden ocasionar una mayor inestabilidad en el terreno
si no se realizan de acuerdo con los parámetros geotécnicos especificados, o por
la vibración que generan los vehículos de carga pesada.
La reclasificación para la variable de distancia a vías se adaptó y modificó con
base en Regmi et al., (2010) y se utilizaron cinco rangos diferentes, donde, las
distancias menores podrían indicar una mayor susceptibilidad ante un fenómeno
de movimiento en masa. En contraparte, las distancias mayores son menos
susceptibles (Tabla 6) (Figura 7).
Ilustración 7. Mapa de Distancia a Vías del Municipio de La Estrella, usando SIG.
Elaboración propia (2018).
28
Tabla 6. Valores para la reclasificación del mapa de distancia vías
Old values New values
10-20 m 1
20-30m 2
30-40m 3
40-36285446m 4
6.1.7 Geología local Las unidades que conforman el marco geológico del municipio de La Estrella
corresponden a esquistos de Caldas (PZeC), esquistos de Cajamarca (TReC),
29
Peridotita de Romeral (JuR), Gabro de Romeral (JgR) y rocas
volcanosedimentarias y volcánicas del Complejo Quebradagrande (KvQG y
KvsQG), además de las coberturas de depósitos de vertiente (Qdv), depositos
aluviales (Qal) y llenos antropicos (QII) (Microzonificación sísmica, 2006).
6.1.7.1 Esquistos de Caldas (PZeC): se encuentran ubicados hacia la zona más
sur del área de estudio, donde se observan afloramientos con alto grado de
diaclasamiento; además se pueden percibir espesores de suelos que varían entre
1-3m de altura, siendo de mayor espesor los que están ubicados en el límite
Caldas - La Estrella. Las litologías que se presentan en el área son: esquistos
cuarzosericíticos, esquistos moscoviticos y minerales con alteración a clorita,
estas rocas están en contacto fallado inferido con los esquistos de Cajamarca y lo
suprayace los depósitos aluviales, estos últimos visualizados al lado Oeste en las
inmediaciones de la Autopista Sur (Imagen 1).
Ilustración 8. Esquistos de Caldas vía Variante de Caldas
30
6.1.7.2 Esquistos de Cajamarca (TReC): la roca está fuertemente meteorizada,
con presencia de diaclasas y altamente cizallada hacia la parte Suroeste. Esta
litología presenta franjas intercaladas de esquistos negros, esquistos
cuarzosericíticos y en algunas zonas (en menor proporción) esquistos verdes. La
unidad cuenta con perfiles de meteorización de gran espesor (aproximadamente
3m), con suelos de coloración parda a gris, en algunas áreas se evidencia el
material parental y alta presencia de cristales de cuarzo. Las rocas se encuentran
en contacto fallado inferido con los esquistos de Caldas y hacia el Noroeste lo
suprayace depósitos aluviales y depósitos de vertiente (Imagen 2).
Ilustración 9. Esquistos de Cajamarca vía Variante de Caldas
6.1.7.3 Peridotita de Romeral (JuR): cuerpo elongado ubicado en la vertiente
occidental del río Aburrá, la roca se presenta masiva, de grano fino, coloración
verdosa y con presencia de olivino, en algunas zonas presenta un alto grado de
meteorización además de un fuerte control estructural ya que el material está
cizallado. Cerca al sector de La Esperanza se observa una serpentinita que puede
ser producto de metamorfismo hidrotermal en la peridotita, en la vía paralela a la
quebrada La Culebra se encuentra la roca más masiva, de coloración verde
oscura, el perfil de suelo cuenta con un espesor de aproximadamente 1- 4m con
difícil delimitación por encontrarse cubierta mayoritariamente con depósitos de
vertiente, presentando una coloración pardo-grisáceo, con fragmentos del material
31
parental y matriz arcillosa, la roca está en contacto fallado inferido con los gabros
de Romeral hacia el oeste (Imagen 3).
Ilustración 10. Roca serpentinizada como protolito la peridotita de Romeral - vereda La Esperanza
6.1.7.4 Gabro de Romeral (JgR): esta unidad se localiza en el centro del área de
estudio hacia la vertiente occidental del río Aburrá. La roca está aflorando en la
parte Occidental de la Carrera 60, la cual conduce al Colegio Colombo Francés.
Se observaron gabros de grano medio a fino, cuya composición se ve definida por
anfíboles y plagioclasa en forma de cristales y venillas. Además, se encuentra
foliada en algunas zonas, indicando procesos dinámicos en el sector. De igual
modo, la roca está altamente fracturada y alterada. En la vía a la vereda La Virgen
se hallan perfiles de suelo en donde se observa la roca altamente descompuesta
hasta llegar al saprolito de coloración pardo a roja. Los gabros están en contacto
con la peridotita de Romeral hacia el oriente y con Quebradagrande hacia el
32
occidente (Imagen 4 - 5).
Ilustración 11. Gabro de Romeral - Cerca de la antigua cantera Maracay
Ilustración 12. Gabro de Romeral - Cerca de la antigua cantera Maracay
6.1.7.5 Rocas volcanosedimentarias y volcanicas del Complejo Quebradagrande (KvQG y KvsQG): estas rocas están en gran parte de la zona
de estudio, la mayoría de estas se encuentran ubicadas sobre todo el lado
Occidental del municipio, abarcando gran parte de la reserva El Romeral. Este
Complejo se divide en rocas volcanosedimentarias, de las cuales se observan
33
tobas con pequeñas franjas de chert e intercalaciones de basaltos. Por otro lado,
en la quebrada La Culebra esta litología está en contacto con el Miembro
volcánico.
Hacia la reserva El Romeral, se observa el Miembro volcánico, una roca masiva
de coloración gris oscuro-verde de textura afanítica. Por otra parte, en algunas
zonas como en la vía que conduce al barrio Tarapacá en la vereda San José, la
roca está fuertemente cizallada, este miembro se está en contacto con el miembro
volcanosedimentario en la quebrada La Culebra y con los gabros cerca de la
reserva El Romeral en la misma vereda (Imagen 6 - 7).
Ilustración 13. Afloramiento de rocas volcanosedimentarias de Quebradagrande, en la vía de la quebrada La Culebra.
34
Ilustración 14. Basaltos (Formación Quebradagrande) con presencia de metamorfismo dinámico- reserva El Romeral
6.1.7.6 Depósitos de vertiente (Qdv): estos depósitos se están en casi todo el
Municipio concentrándose principalmente en la franja central del mapa, generando
un suavizamiento en la pendiente. Hacia la vertiente occidental del río Aburrá,
estos depósitos se encuentran intercalados con perfiles de suelo, en el lugar se
visualizan depósitos de flujos de lodo y escombros compuestos en su mayoría por
lodos, arena y diferentes fragmentos líticos de tamaño grava, también se observan
depósitos de deslizamientos los cuales muestran evidencias cerca a la vereda
tierra amarilla, la raya, ancón sur y la esperanza,
6.1.7.7 Depósitos aluviales (Qal) y aluvio-torrenciales (Qat): esta litología se
localiza en las laderas de algunos de los afluentes del municipio y corresponden a
depósitos asociados a la dinámica depositacional de dichas corriente.
Generalmente se visualizan perfil matriz soportados, cuyos clastos varían de
tamaño según la energía del drenaje, dichos fragmentos son sostenidos por matriz
areno - arcillosos. Los fragmentos de mayor tamaño se observaron en las laderas
aledañas al río Aburrá (Imagen 9 - 10). En cuanto a los depósitos
aluviotorrenciales se hallaron materiales clasto-soportados subangulares hasta
redondeados, con fragmentos líticos y de mala selección, matriz limo-arenosa, los
cuales fueron depositados allí por los afluentes de las quebradas La Raya, La
35
Grande y la Llorona, las cuales a su vez han sido objeto de avenidas aluvio -
torrenciales.
Ilustración 15. Depósitos aluviales - Urbanización Villas de Ensueño
Ilustración 16. Depósitos aluviales - Barrio Tarapacá, quebrada La Ospina
36
Ilustración 17. Mapa de Geología del Municipio de La Estrella modificado de la
Microzonificación sísmica (2016)
6.1.8 Geomorfología Esta variable se generó a partir de la interpretación del modelo de elevación digital
y, Google Earth Pro. Posteriormente, esta información se confirmó con visitas de
campo en el lugar de estudio.
El nombre de cada subunidad se tomó del glosario del Servicio Geológico
Colombiano; para el caso del Municipio de La Estrella se definieron cuatro
ambientes geomorfológicos, siendo los que más predominan el ambiente
denudacional y el ambiente estructural, y en menor proporción se presentan los
ambientes fluviales y antropogénicos.
37
6.1.8.1 Ambiente denudacional
6.1.8.1.1 Colina residual (Dcr): Esta geoforma se encuentra ubicada en el centro
del municipio de La Estrella, conformado por el Complejo Quebradagrande y los
Gabros de Romeral, además esta unidad cuenta con un importante desarrollo de
movimientos en masa (aproximadamente en un 18% del área), en su mayoría
procesos rotacionales. Del mismo modo, tiene una longitud aproximada de 1.220
m. y una elevación del terreno entre 200 y 250 metros sobre su nivel de base
local, con cimas limitadas por laderas cortas a moderadamente largas de
pendientes muy inclinadas a muy abruptas, de forma cóncava localmente a recta,
con un índice de relieve bajo. Su origen se relaciona con lineamientos asociados
al Sistema de Fallas Romeral y a la acción conjunta de periodos de denudación y
meteorización ligados a factores litológicos locales.
6.1.8.1.2 Cerro remanente o relicto (Dcrem): Esta subunidad se localiza cerca
del cambio brusco de dirección del río Aburrá y se desarrolla en los esquistos de
Cajamarca. Prominencia topográfica aislada de morfología colinada con un relieve
relativo moderado, presenta cimas redondeadas con pendientes muy abruptas a
escarpadas, de longitud moderadamente corta y forma convexa. Su origen se
asocia a procesos de erosión y meteorización diferencial acentuada y antigua
(SGC, 2013).
6.1.8.1.3 Cono o lóbulo de deslizamiento rotacional (Ddrt): La unidad se ubica
en parte del barrio El Pedrero y la vereda Tierra Amarilla, conformada por el
miembro volcánico de Quebradagrande, en la cual se visualiza la cicatriz de un
antiguo movimiento en masa en masa. Es una estructura en forma de cono o
lóbulo de longitud corta, irregular y pendientes abruptas a escarpadas. Su origen
es relacionado a la acumulación de tierra y bloques producto de antiguos
deslizamientos (SGC, 2013).
6.1.8.1.4 Escarpe de erosión mayor (Deem): Esta unidad se ubica en la parte
superior de la reserva El Romeral en el miembro volcánico de la formación
38
Quebradagrande, rodeado por geoformas de ambiente tectónico, con baja
presencia de movimientos en masa. Ladera de pendiente escarpada a muy
escarpada posiblemente generada por acción tectónica del Sistema de Fallas
Romeral y procesos gravitacionales. Asimismo, presenta longitudes largas de
forma cóncava y recta, con un relieve relativo moderado.
6.1.8.1.5 Escarpe de erosión menor (Deeme): Esta unidad presenta una longitud
aproximada de 876 m, allí se ubica la parcelación El Himalaya donde se observa
un evento de remoción. Esta geoforma cuenta con laderas muy inclinadas de
longitud corta con forma cóncavo- convexa y de relieve relativo bajo. Es originada
por procesos de erosión y movimientos en masa remontantes a lo largo del
drenaje (SGC, 2013).
6.1.8.1.6 Ladera erosiva (Del): Esta subunidad se encuentra distribuida en la
parte central y baja del municipio conformadas por depósitos de vertiente y se
identifican once movimientos en masa en la parte central. La superficie del terreno
tiene pendientes muy inclinadas a escarpadas, de longitudes moderadas a largas,
de formas cóncavas y convexas, con un relieve relativo bajo, cuyo patrón de
drenaje es de tipo dendrítico. Presenta procesos erosivos intensos como cárcavas
y surcos. Estas laderas no necesariamente están asociadas a una geoforma
mayor o una estructura (SGC, 2013).
6.1.8.1.7 Cono o lóbulo de flujo indiferenciado (Dft): Estas geoformas se
desarrollan cerca del río Aburrá en Ancón Sur-Pueblo Viejo, con baja densidad de
movimientos en masa (cuatro). Esta estructura tiene forma de abanico de
morfología convexa, con una longitud larga y pendientes muy inclinadas a abrupta
de relieve relativo bajo. Su origen es relacionado a fenomenos de torrencialidad.
Su depósito está constituido por bloques rocosos angulares a subredondeados de
tamaños métricos embebidos en matriz arenosa arcillosa.
6.1.8.1.8 Lomo denudado bajo de longitud corta (Dldebc): Estas geoformas se
desarrollan en la vereda Pueblo Viejo, presentan en su mayoría movimientos
39
rotacionales de gran tamaño, y se localiza en el miembro volcánico de La
Formación Quebradagrande. Esta tiene un conjunto de lomos ubicados a
diferentes alturas de pendientes muy inclinadas a escarpadas y con índice de
relieve relativo bajo; además son de formas alargadas en dirección perpendicular
al drenaje principal presenta fuertes procesos de erosión generando laderas de
formas cóncavas convexas (SGC, 2013).
6.1.8.1.9 Lomo denudado bajo de longitud larga (Dldebl): Esta geoforma se
ubica en la zona oriental de La Estrella en las veredas Sagrada Familia y San
Isidro, en el límite con el municipio de Caldas. Esta tiene conjuntos de lomos de
formas alargadas con un relieve relativo bajo a moderado, de pendientes muy
inclinadas a abruptas y con una longitud del eje principal mayor de 1450 m; esta
unidad se presenta en dirección perpendicular al río Aburrá.
6.1.8.1.10 Lomo denudado bajo de longitud media (Dldebm): Esta geoforma se
localiza en la vereda El Guayabo, en los Gabros de Romeral donde se identifican
siete movimientos en masa de tipo planar y rotacional. esta tiene un conjunto de lomos con un relieve relativo bajo, de pendientes muy
inclinadas a abruptas y el eje principal tiene una longitud de 1010 m; de forma
alargada en dirección perpendicular al río Aburrá.
6.1.8.1.11 Lomo denudado moderado de longitud media (Dldemm): La mayor
parte de esta geoforma se encuentra en la vereda La Esperanza sobre el miembro
volcánico de La Formación Quebradagrande con una alta densidad de
movimientos en masa (quince). Esta tiene una forma alargada con conjuntos de
lomos ubicados a diferentes alturas de pendientes entre abrupta a escarpada, con
un índice de relieve relativo moderado y el eje principal tiene una longitud entre
850m y 950m; en dirección perpendicular al río Aburrá.
6.1.8.1.12 Ladera ondulada (Dlo): La geoforma se desarrolla en depósitos de
flujo de lodos y escombros y en el miembro volcanosedimentario de la Formación
Quebradagrande cuenta con una baja densidad de movimientos en masa de tipo
40
flujos, esta principalmente en la parte central del municipio en las veredas San
José, La Culebra y cerca de la zona urbana. Esta unidad tiene una superficie en
declive de morfología alomada, pendiente inclinada a escarpada, la longitud varía
entre corta y larga y con un patrón de drenaje subdendrítico.
6.1.8.1.13 Loma residual (Dlor): Estas geoformas se ubican en la unidad
deportiva INDERE, y en los alrededores de la calle 87 donde se encuentra la
parcelación La Aldea y el edificio Senderos del Bosque. Prominencia topográfica
con una altura entre 180 - 200 m sobre su nivel de base local, con una morfología
alomada y elongada de laderas cortas, convexas y pendientes muy inclinadas. Su
origen se relaciona con procesos intensos de meteorización y erosión diferencial
(SGC, 2013).
6.1.8.1.14 Lomo residual (Dlres): Esta subunidad se desarrolla sobre depósitos
de flujo de escombros y lodos, se localiza cerca a parte del centro poblado Pueblo
Viejo y del barrio Campo Alegre. La elevación del terreno está entre 150 a 200
metros con morfología alomada y alargada, laderas cortas a moderadamente
largas, convexas a eventualmente cóncavas y pendientes muy inclinadas a muy
abruptas, de longitud aproximada de 1370 m y con drenaje dendrítico,
desarrollada de manera general, sobre materiales afectados por meteorización
diferencial intensa (SGC, 2013).
6.1.8.1.15 Montículo y ondulaciones denudacionales (Dmo): elevación del
terreno con una altura entre 50 - 80 m sobre su nivel de base local, con una
morfología plana a cóncava o convexa, suavemente inclinada. Su origen es
relacionado a procesos de meteorización y erosión intensa sobre sobre depósitos
de vertiente, dispuestos de manera horizontal a ligeramente inclinados (SGC,
2013). Esta subunidad se encuentra al occidente del río Aburrá.
6.1.8.1.16 Pedimentos de acumulación (Dpa): En el municipio de La Estrella,
estas geoformas se ubican en el cambio de dirección del río Aburrá, en el sector
La Tablaza y en Ancón Sur. Tiene una superficie de acumulación de sedimentos
41
de longitud larga con 3320m, en montículos redondeados con laderas suavemente
inclinadas y un relieve relativo bajo. Su origen es relacionado a la acumulación del
material fino procedente de depósitos de flujo de lodos y escombros (SGC, 2013).
6.1.8.2 Ambiente estructural
6.1.8.2.1 Espolón festoneado (Sefes): Estas geoformas se encuentra en la
vereda Tablacita sobre los esquistos de Cajamarca y de Caldas. Esta tiene
laderas simétricas de morfología alomada, pendiente inclinada a muy abrupta,
forma recta a cóncava, dispuestas perpendicularmente al rumbo de las estructuras
geológicas del Sistema de Fallas Romeral definiendo salientes cortas y largas. La
geoforma está constituida por la alternancia de niveles duros y blandos altamente
disectados (SGC, 2013).
6.1.8.2.2 Espolón festoneado bajo de longitud larga (Sefesbl): Esta unidad se
localiza en las veredas Peñas Blancas, La Culebra, Calle Vieja y San Miguel, tiene
laderas simétricas de morfología alomada, dispuestas perpendicularmente al
rumbo del Sistema de Falla Romeral definiendo salientes cortas y largas, sobre
rocas del miembro volcánico de la Formación Quebradagrande, Gabro de Romeral
y depósitos de vertiente hacia la parte más norte del área de estudio. Las
pendientes son abruptas a escarpadas con formas rectas y cóncavas, con
desarrollo de un 50% movimientos en masa en el área. Esta presenta un relieve
relativo moderado y una longitud del eje principal del espolón de 2.350 m.
6.1.8.2.3 Espolón festoneado bajo de longitud media (Sefesbm): Esta
subunidad se encuentra al oriente del municipio en la reserva El Romeral y las
veredas El Guayabo, La Raya y San Isidro; tiene aproximadamente cuarenta y
cinco movimientos predominantemente rotacionales. Del mismo modo, cuenta con laderas simétricas de morfología alomada dispuestas perpendicularmente al
rumbo del Sistema de Falla Romeral, que definen salientes cortas sobre los
esquistos de Caldas y los esquistos de Cajamarca. Las pendientes son muy
escarpadas con formas cóncavas. Esta unidad presenta un relieve relativo alto y
42
una longitud del eje principal del espolón de 910 m.
6.1.8.2.4 Espolón festoneado moderado de longitud larga (Sefesml): La mayor
parte se localiza en la reserva El Romeral y en la parte oriental de las veredas San
José y Tierra Amarilla, además se observan movimientos en masa (veintiuno) en
esta geoforma. Tiene laderas simétricas de morfología alomada dispuesta
perpendicularmente al rumbo del Sistema de Falla Romeral que definen salientes
largas, sobre rocas del miembro volcánico y miembro volcanosedimentario de La
Formación Quebradagrande. Las pendientes varían entre muy inclinadas a muy
abruptas con formas cóncavas con un relieve relativo alto y la longitud del eje
principal del espolón es de 2.400 m.
6.1.8.2.5 Espolón moderado de longitud media (Sesmm): Esta geoforma se
ubica al norte del municipio en la reserva El Romeral. Cuenta con una saliente de
morfología alomada, dispuesta perpendicularmente al Sistema de Falla Romeral.
Se desarrolla sobre rocas ígneas del miembro volcánico de La Formación
Quebradagrande y limitado por drenajes subparalelos, con pendientes abruptas
por intensos procesos denudativos, tiene un relieve relativo bajo a moderado y la
longitud del eje principal del espolón es de 640 m.
6.1.8.2.6 Espolón bajo de longitud corta (Sesbc): Esta geoforma se ubica en el
centro del municipio en la vereda Pueblo Viejo. Tiene una saliente de morfología
alomada, dispuesta perpendicularmente a la tendencia estructural general de la
región, desarrollados sobre el gabro del Romeral limitado por drenajes
subparalelos, con pendientes de inclinadas a abruptas por intensos procesos
denudativos. Esta unidad presenta un relieve relativo bajo y la longitud del eje
principal del espolón de 200 m. 6.1.8.2.7 Gancho de flexión (Sgf): Esta geoforma se localiza en La reserva El
Romeral, relacionada a la Falla San Jerónimo y las veredas San Isidro y La
Tablacita y se relaciona a un lineamiento, se desarrolla sobre el miembro
volcánico y miembro volcanosedimentario de La Formación Quebradagrande.
Espolón estructural de morfología alomada, con una geometría en planta en forma
43
de gancho. Su origen se relaciona al efecto combinado generado por el
desplazamiento lateral a lo largo de una falla de rumbo y su posterior incisión
erosiva (SGC, 2013), presenta una longitud de aproximadamente 2.300m y
pendientes abruptas a escarpadas y un relieve relativo moderado.
6.1.8.3 Ambiente fluvial
6.1.8.3.1 Plano o llanura de inundación (Fpi): Esta geoforma se encuentra
ubicada hacia el suroeste en cercanías con el municipio de Sabaneta. Tiene una
superficie de morfología plana, baja y eventualmente inundable. Se localiza
bordeando el cauce del río Aburrá. Su depósito está constituido por depósitos
aluviales originados durante eventos de inundación (SGC, 2013).
6.1.8.3.2 Terraza de acumulación (Fta): Esta unidad se localiza en la margen
occidental del río Aburrá cerca de Ancón Sur y La Tablaza. Cuenta con una
superficie elongada, plana a suavemente ondulada, de pendiente suavemente
inclinada y de relieve relativo bajo, modelada sobre sedimentos aluviales. Su
origen es relacionado a procesos de erosión y acumulación aluvial, dentro de
antiguas llanuras de inundación. Su formación incluye fases de acumulación,
incisión y erosión vertical. (SGC, 2013).
6.1.8.3.3 Terraza de erosión (Fte): En el municipio de La Estrella se ubica en el
cambio de dirección del río Aburrá. Tiene una superficie elongada, suavemente
ondulada, con pendiente suavemente inclinada y de relieve relativo bajo, está
limitada por geoformas de diferente altura a lo largo del cauce del río Aburrá. Su
origen es relacionado a procesos de erosión aluvial lateral (SGC, 2013).
6.1.8.4 Ambiente antropogénico
6.1.8.4.1 Planos y campos de llenos antrópicos (Ar): En el municipio de La
Estrella, esta subunidad se encuentra en la margen Oriental del río Aburrá en la
vereda Sagrada Familia, cuenta con un plano hecho artificialmente con material de
relleno para acondicionar terrenos para la construcción de una bodega;
posiblemente están construidos de escombros y desechos de construcción (SGC,
44
2013). 6.1.8.4.2 Superficies de explanación (Asp): Esta geoforma se encuentra cerca
de la margen occidental del río Aburrá cerca de las bodegas San Bartolomé. Plano
de allanamiento hecho en laderas de materiales inconsolidados con el fin de
adecuar el terreno para la construcción o con fines de estabilización de laderas,
mediante la explanación o terraceos que disminuyen la pendiente del terreno
(SGC, 2013).
Ilustración 18. Mapa de Geomorfología del Municipio de La Estrella, usando SIG.
Elaboración propia (2018).
6.1.9 Usos del suelo El uso del suelo incluye todos los elementos que se encuentran en la parte
superficial del municipio. Esta variable es una de las más importantes en la
ocurrencia y prevención de movimientos en masa, por ende, se debe tener en
45
cuenta para la evaluación de estos fenómenos.
En el municipio de La Estrella se identificaron 6 tipos de uso del suelo (Figura 9).
Caracterizadas como: cultivos permanentes, cultivos transitorios, construcciones,
forestal productor, forestal protector y pecuario, siendo el forestal protector el que
ocupa mayor área con 43,5% y en menor proporción el cultivo permanente con
0,00014%; cabe anotar que los suelos con mayor vegetación (forestal protector y
forestal productor) impiden que el agua de escorrentía proveniente de la
precipitación erosionen el suelo al ser el dosel quien recibe el impacto; además
estos tipos de cobertura retienen mayor cantidad de agua, impidiendo que el nivel
freático sobrepase la pendiente, por lo que es el tipo de uso menos susceptible
ante la generación de un movimiento en masa. Por otro lado, suelos con actividad
antrópica representados en el mapa como: forestal productor, cultivos,
construcciones y pecuario; se encuentran más propensos a los fenómenos de
remoción en masa.
El mapa de usos del suelo del área de estudio se agrupó en seis rangos:
6.1.9.1 Forestal protector: es la cobertura más representativa del área de estudio
y se localiza principalmente en la reserva El Romeral. Este tipo de usos presentan
características generalmente a favor, puesto que los árboles pueden retener agua
impidiendo que aumente el nivel freático y que se forme el movimiento en masa,
pero en algunas ocasiones puede llegar a generar fenómenos de remoción de
material puesto que aumenta el peso del sustrato. En el área forestal se presentan
movimientos en masa pero en menor escala, debido a las fuertes pendientes y al
peso del componente arbóreo, además el control, manejo o mitigación de este
material es casi nulo debido a su naturaleza.
6.1.9.2 Pecuario: este uso del suelo se encuentra distribuido por todo el municipio
predominando en el área central, lo que incrementa los fenómenos erosivos
(Imagen 11).
6.1.9.3 Forestal productor: esta se define como las plantaciones comerciales que
46
se encuentran distribuidas espacialmente en pequeños sectores del municipio. Las
especies que allí se cultivan son principalmente eucalipto, ciprés y pino patula;
este tipo de vegetación presenta inhibidores que impiden la germinación de
nuevas especies. Cabe anotar, que esta vegetación no es nativa, por lo que
influye en la degradación del suelo, se ubican en la vereda La Esperanza, Pueblo
Viejo y San José.
6.1.9.4 Agrícola - cultivo permanente: es el uso que ocupa la menor área en el
municipio, estos cultivos generan un menor impacto ya que permite cosechas por
un periodo de tiempo prolongado sin necesidad de sembrar de nuevo, lo cual
puede ayudar a que la cobertura de suelo permanezca por un mayor tiempo, pero
también puede generar problemas dependiendo del cultivo, puesto que si no se
cuenta con un buen sistema de drenaje el suelo puede acumular gran cantidad de
agua. (Imagen 12).
6.1.9.5 Agrícola - cultivo transitorio: se presentan en menor proporción, este
tipo de cultivos cuenta con un ciclo corto de siembra y cosecha, esto indica un
factor detonante al momento de hablar de movimientos en masa ya que la capa
más superficial es removida constantemente dejando los suelos desprotegidos.
6.1.9.6 Construcciones: la infraestructura está concentrada al Noreste del
municipio, esto favorece la formación de movimientos en masa ya que no retiene
el agua de lluvia lo que permite que aumente el nivel freático facilitando los
deslizamientos.
47
Ilustración 19. Evidencia de erosión por sobrepastoreo
Ilustración 20. Presencia de cultivo de plátano en una ladera del sector Tablaza
48
Ilustración 21. Mapa de Uso del Suelo del Municipio de La Estrella, modificado de
la Microzonificación sísmica (2006).
6.1.10 Morfodinámico Para esta variable se tuvo en cuenta el análisis de fotografías aéreas y ortofotos,
con ellas se realizó un inventario de movimientos en masa de los años 1996 y
2014 en escala (1:7.000 y 1:8.000), donde se identificaron doscientos setenta y
cuatro (274) movimientos predominantemente de tipo rotacional y en menor
proporción planares y flujos; del mismo modo, se clasificaron según sus
características como: actividad, cobertura, pendiente y presencia o ausencia de
depósito. Además, se realizaron visitas de campo, con el fin de corroborar la
información que se había obtenido mediante la fotointerpretación y la información
brindada por el Consejo Municipal de Gestión del Riesgo (CMGRD) (Figura 10).
Los movimientos en masa se presentan en mayor frecuencia en la zona central del
49
Municipio, esta cuenta con pendientes abruptas, laderas cortas y litología diversa
(depósitos de vertiente, gabros de Romeral y Quebaradagrande), además pasan
las fallas San Jerónimo, Pueblo Viejo y Tierra Amarilla, las cuales generan zonas
de cizalla y allí se observa la roca meteorizada y con grandes espesores de perfil
de suelos. Otro motivo para la generación de estos fenómenos es la afectación en
el uso del suelo, ya que las áreas más degradadas por agricultura y uso pecuario
se ubican en el parte central. Por otro lado, en la reserva El Romeral, se presentan
en menor medida dichos procesos, posiblemente debido a las fuertes pendientes y
el cambio del uso del suelo a forestal productor. Es de mencionar, que cerca del
límite con el Municipio de Caldas y en la parte central se observan algunos rastros
de sobrepastoreo.
Teniendo en cuenta algunas características de los fenómenos de remoción en
masa, se decidió añadir a este documento los movimientos más importantes
según su magnitud (Imagen 13 - 18).
Ilustración 22. Deslizamiento rotacional, finca La Florencia, Pueblo Viejo
50
Ilustración 23. Deslizamiento rotacional, finca La Florencia, Pueblo Viejo
Ilustración 24. Flujo de lodo - vereda La Esperanza (parte alta)
51
Ilustración 25. Flujo de lodo, vereda La Esperanza (parte alta)
Ilustración 26. Flujo de lodos finca La Cuesta, vereda Tierra Amarilla
52
Ilustración 27. Deslizamiento traslacional cerca de la planta de tratamiento de agua del sector Pueblo Viejo.
Ilustración 28. Mapa de Movimiento en Masa del Municipio de La Estrella,
elaborado por las autoras usando SIG (2018)
53
7. MÉTODO BIVARIADO (PESO DE LA EVIDENCIA)
Este método se basa en el teorema bayesiano y la evaluación de la relación entre
el espacio, la distribución de las zonas afectadas por deslizamientos de tierra y la
distribución de los factores condicionantes que causan los deslizamientos (Chen.
et, al. 2016)
Donde P es la probabilidad y ln es el log natural, B es la presencia de un potencial
factor de deslizamiento de tierra, D es la ausencia de un factor potencial de
deslizamiento de tierra, D es la presencia de deslizamiento de tierra, y D es la
ausencia de un deslizamiento de tierra. W + y Wi- son las ponderaciones de la
evidencia cuando la variable está presente y ausente en los lugares de
deslizamiento de tierra. La desviación estándar de W es calculada con:
Donde S2(W +) y S 2(W -) son variaciones de W + y W-, respectivamente. La
diferencia entre los dos pesos es conocida como el contraste de peso, C (C = Wi+,
Wi-). C / S (C) proporciona una medida de la fuerza de la correlación entre la
variable analizada y los deslizamientos. (Chen, et.al. 2016).
Una vez se obtiene el C de cada variable se reclasifica con estos valores en la
tabla de atributos y se procede a realizar un álgebra de mapas donde se hace una
sumatoria y se obtiene el mapa final de susceptibilidad
54
8. MÉTODO MULTIVARIADO (REGRESIÓN LOGÍSTICA)
Este es un tipo de análisis con el cual se calcula la probabilidad de una de las
clases de la variable binaria dependiente, en este caso serían los movimientos en
masa, en función de las variables independientes que serían los demás mapas
temáticos. Este método es eficaz cuando se desea predecir la presencia o
ausencia de una característica, esto de acuerdo a los valores en un grupo de
predictores. Cabe mencionar, que, aunque este modelo es similar a uno de
regresión lineal se adapta a la variable dependiente binaria.
Para implementar el modelo se utilizó el software MATLAB, para generar el
modelo se debe obtener una relación entre la ocurrencia de movimientos en una
unidad de terreno y cuál es la dependencia con el grupo de variables predictoras,
esto sería igual al logaritmo de la razón de Odds:
Donde Bo es el intercepto del modelo, Bn son los coeficientes del modelo de
Regresión Logística, y vn son las variables independientes (predictoras) y E es el
error. Donde, P es la probabilidad de Bernoulli que indica que una unidad de terreno
pertenece al grupo de ausencia de movimientos o al grupo de presencia de
movimientos. P varía de 0 a 1 en forma de curva “S” (logística). Además es
55
necesario determinar si las características son totalmente independientes o no,
para ello se relacionan las variables de geología, geomorfología, cobertura
vegetal, procesos morfodinámicos para este modelo se utilizaron las cicatrices ya
que el tamaño del pixel es de 2,2 x 2,2m lo que corresponde a un buen detalle y al
usar el polígono , pendiente, relieve relativo, curvatura en perfil y las distancias a
drenajes, fallas y vías; esto se realiza mediante el análisis de los valores
estadísticos P y T, con el software MATLAB, para los valores estadísticos de P se
identifica si la variable no es significativa si el valor es mayor a 0.05 y para los
valores estadísticos de T la variable no es significativa si esta fuera del rango -2 y
2. Para el modelo, el valor estadístico P y el valor estadístico T indican que la
curvatura no es una variable significativa.
Debido a que el porcentaje de área sin movimientos en masa es mucho mayor al
área con movimientos es necesario calibrar el modelo. En este caso se utilizó el
un R: 2 (todos los movimientos en masa y el doble de áreas sin movimiento en
masa), por otro lado se realizó un mapa de susceptibilidad con la totalidad de los
datos con la cual se obtuvo una mejor curva de validación.
56
9. MÉTODOS PARA LA VALIDACIÓN DE RESULTADOS
9.1 CURVA ROC (RECEIVER OPERATING CHARACTERISTIC) El análisis de dicha gráfica facilita la selección del modelo que más se ajusta a la
realidad a través de una comparación operativa de la Razón de Verdaderos
Positivos (VPR) y de la Razón de Falsos Positivos (FPR).
Para esta prueba se usa el área bajo la curva, donde el valor más próximo a 1
indicará que el método tiene mayor exactitud, mientras que los valores más
cercanos a 0.5 indican que el método es incorrecto.
Esta curva ayuda a comparar ambos métodos, ya que a través del contraste de
curvas se puede definir cuál de los dos es el más predictivo.
En estas curvas se produce la representación de la sensibilidad y especicidad
para cada valor umbral, lo cual permite generar un análisis discriminante. La
sensibilidad se conoce como la probabilidad de que, dado una zona con
movimiento en masa, esta se clasifique como (valor predictivo positivo). La
especicidad se entiende como la probabilidad de que, dada una zona sin
movimientos en masa, esta sea clasificada como tal (valor predictivo negativo).
Tabla 7. Tabla de curva ROC Tomada de García, 2017
9.2 CURVA DE ÉXITO Es una gráfica que describe la relación en porcentaje entre área acumulada de
57
movimientos en masa y área susceptible, teniendo en cuenta el rango de
susceptibilidad.
58
10. RESULTADOS
10.1 MÉTODO BIVARIADO (PESO DE LA EVIDENCIA) Para el desarrollo de este método, se tuvieron en cuenta todas las variables que
fueron seleccionadas en un principio y el inventario de movimientos en masa con
poligonos. Aquí se presenta el análisis obtenido luego del procesamiento de los
datos con la ayuda del software GIS.
10.1.1 Susceptibilidad alta Esta categoría corresponde a el 40 % del municipio de La Estrella, se localiza
principalmente en la parte central en las veredas: El Guayabo, Pueblo Viejo, La
Bermejala, La Culebra, San Miguel, La Raya, La Esperanza, San Isidro y Tablacita
y en algunos tramos de La Vereda Tierra Amarilla, se identifican como rasgos
principales un fuerte control estructural que puede ser producto de la Falla San
Jerónimo y sus ramificaciones, asimismo se observan pendientes abruptas a
escarpadas, con un relieve relativo de moderado a alto. Esta área se ve afectada
principalmente por el mal uso de los suelos que se hallan degradados por la
ganadería y la agricultura, además de una mala planificación de obras antrópicas
como en el sector del Himalaya y La Florencia, el escaso o casi nulo manejo de
los drenajes y aguas de escorrentía que en conjunto con la lluvia generan
procesos de remoción en masa en el área de estudio. Como parámetro principal
para esta clasificación se tiene en cuenta la alta incidencia y acumulación de
fenómenos de remoción en masa activa e inactiva, por lo que tienen una mayor
probabilidad de presentarse a futuro.
10.1.2 Susceptibilidad media Representa el 40% del municipio de La Estrella, estas áreas se localizan cerca de
las zonificadas con susceptibilidad alta, la mayor parte se encuentra en la reserva
El Romeral. Aunque en la zona no se visualiza una gran cantidad de procesos de
remoción en masa, las características indican la posible inestabilidad que se
59
puede presentar allí si se genera alguna intervención de carácter negativo,
además se observa una susceptibilidad media en el parte central del mapa que
corresponde a los sectores El Hoyo, Campo Alegre, El Himalaya y Pueblo Viejo
parte baja, estos fueron desarrollados sobre depósitos de vertiente, que son
producto de los procesos erosivos y de remoción de la zona con susceptibilidad
alta y en donde se pueden presentar movimientos al generar un inadecuado uso
del suelo en esta área o en la parte superior. Para esta categoría se tuvo en
cuenta que en las zonas se presenta un porcentaje menor de deslizamientos, sin
embargo, estos pueden llegar a presentarse debido a las características de la
localidad.
10.1.4 Susceptibilidad baja Esta clasificación representa un área de 20% del municipio de La Estrella,
localizado principalmente en la cabecera municipal, Sector Juan XXIII y parte del
sector industrial de La Tablaza. Cabe anotar, que en estas áreas la densidad de
movimientos en masa es prácticamente inexistente.
Ilustración 29. Mapa de Susceptibilidad por el método bivariado (Peso de la
Evidencia) elaboración propia usando SIG (2018).
60
10.1.5 Curva de éxito Para la curva de éxito se obtiene un área bajo la curva total de un 73% lo cual
indica que el modelo es válido, además se dividió en los puntos de inflexión para
categorizar la susceptibilidad, se observa que en un área de 40% se encuentra
una acumulación aproximada del 72% de movimientos en masa lo cual se clasificó
como susceptibilidad alta, luego en un 40% del área se encuentra acumulado un
25% de movimientos en masa lo cual se tomó como susceptibilidad media y por
último se obtuvo por susceptibilidad baja con un 4% de movimientos en masa en
un área total del 20%.
Ilustración 30. Curva de éxito del mapa de susceptibilidad por el método bivariado.
10.2 MÉTODO MULTIVARIADO (REGRESIÓN LOGÍSTICA)
Para esta metodología se tomaron en cuenta todas las variables excepto la
curvatura ya que el valor P, se encontraba por encima de 0.05 lo cual indica que la
variable es poco significativa para el modelo; para corroborar esto, se analizó el
valor estadístico T y se observó que esta variable se encontraba entre -2 y 2, para
este modelo se utilizó un R2 con un total de pixeles de 36015 y 12004 de
61
movimientos en masa.
Con este mapa se obtiene la probabilidad espacial de ocurrencia o no ocurrencia
de un evento de remoción en masa, en el caso del Municipio de La Estrella se
obtuvo que las variables más significativas corresponden a los mapas de
distancias (vías, fallas, drenajes) y pendiente y los menos relevantes son geología
y geomorfología. Este mapa se clasifico en susceptibilidad alta, media y baja para
realizar la comparación con el modelo bivariado.
10.2.1 Susceptibilidad alta Constituye el 56 % del Municipio de La Estrella, distribuido por todo el municipio
en algunas secciones: en el occidente del territorio en pequeñas zonas de la
reserva El Romeral, en la parte baja de las veredas Tierra Amarilla y en la parte
alta de las veredas San Miguel y La Raya. Y al oriente del Municipio en la vereda
Sagrada Familia, parte central de la vereda San Isidro y parte baja de la vereda La
Tablacita, además del cerro Pan de Azúcar. Esto posiblemente se asocie al fuerte
control estructural de la zona marcado por el esfuerzo generado por las Falla San
Jerónimo.
10.2.2 Susceptibilidad media Ocupa el 25% del Municipio, estas áreas se localizan en todo el municipio, siendo
la mayor parte del área de estudio, asociado a la susceptibilidad alta en las en las
veredas San José, Tierra Amarilla, El Guayabo, Pueblo Viejo, Bermejala, La
Culebra, San Isidro y La Tablacita; y en sectores Campo Alegre e Himalaya. De
igual modo, se visualiza cerca de algunas zonas de susceptibilidad media en el
centro poblado Tablaza y en la cabecera municipal.
10.2.3 Susceptibilidad baja Esta clasificación representa un área de 20% del municipio de La Estrella,
localizado principalmente en la cabecera municipal, y en las zonas aledañas al rio
Aburrá en Juan XXIII y parte del sector industrial de La Tablaza. Se debe agregar
que en esta zona el desarrollo de movimientos en masa es muy baja a inexistente.
62
Ilustración 31. Mapa de susceptibilidad por Regresión Logística, elaboración
propia usando SIG (2018).
10.2.4 Curva de éxito Para el mapa de susceptibilidad se obtiene un área bajo la curva del 61% lo que
indica que el modelo tiene falencias superando solo en un 1% lo mínimo para ser
aceptable, este modelo indica que un 70% de los movimientos en masa se
encuentran en un área acumulada total del 56% aproximadamente, un 25% de los
movimientos en un área de 25% para susceptibilidad media y una baja con un 5%
de movimientos en un área del 20%.
63
Ilustración 32. Curva de éxito del mapa 1 RL
10.3 CURVA ROC (RECEIVER OPERATING CHARACTERISTIC) La curva ROC es utilizada en este caso para ayudar a la comparación de
métodos, para esta se tiene en cuenta que los valores más cercanos o por debajo
de 0.5 indica que el modelo es incorrecto para el caso del método bivariado (Peso
de la Evidencia) se obtuvo una ROC de 0.81, mientras que el método multivariado
obtuvo una curva de 0.66, lo que nos indica que el método bivariado tiene un
mejor acercamiento a la realidad, ya que su curva es acerca a 1.
64
Ilustración 33. Curva ROC
65
11. DISCUSIÓN
En este proyecto se realizó una comparación entre dos métodos estadísticos, un
bivariado y un multivariado, esto con la finalidad de generar una zonificación de
susceptibilidad por movimientos en masa en el municipio de La Estrella. En el
desarrollo del proyecto se identificó que el modelo que presenta los mejores
resultados en la zona es el método bivariado por medio del Peso de la Evidencia,
ya que los resultados corresponden a la configuración actual del municipio y tienen
gran concordancia con el inventario de movimientos en masa. Además, es un
modelo fácilmente replicable y presenta una mediana simplicidad al momento de
su desarrollo. De igual modo, este método puede indicar cuál de las variables
tienen mayor y menor peso al analizar el W+ y el W- respectivamente. Para el
caso de estudio las variables que presentan un mayor peso son distancia a fallas y
distancia a drenajes y la menos relevante es curvatura.
Por otro lado, se utilizó el método de Regresión Logística como representación de
los métodos multivariados, en este caso su validación no fue tan acertada
respecto al primer método mencionado, esto puede correlacionarse con las
características intrínsecas del área y al tamaño de píxel utilizado en relación con
los polígonos del inventario de movimientos en masa, los cuales se podrían
cambiar por coronas o centroides para mejorar la precisión del modelo; sin
embargo, al ser la Regresión Logística un método probabilístico, se puede
reconocer a través de pruebas estadísticas que variables no tienen relevancia en
el modelo y estas pueden ser descartadas, igualmente se puede identificar cuál de
las variables tiene una mayor incidencia y ser afrontada con prontitud; además,
este modelo indica una probabilidad espacial de que ocurra o no la variable
dependiente.
En el caso de la Regresión Logística, las variables más significativas son las
distancias y la variable que no aporta al modelo es la curvatura, seguido de la
geomorfología y la geología, teniendo una similitud con el modelo Peso de la
66
Evidencia.
Teniendo presente lo anteriormente mencionado y debido a que el uso de los
estadísticos t y p, definen cuales de las variables puede elimarse, una de las
sugerencias es utilizar estos análisis (en este caso se desarrolló MATLAB) previo
al desarrollo del Peso de la Evidencia, para luego utilizar en este solo las variables
que aporten datos al modelo, en consiguiente, el grado de certidumbre podría
aumentar.
Cabe anotar que el análisis de la comparación debe hacerse desde los resultados
y que dichos datos solo aplican para el municipio de La Estrella, Antioquia. No
obstante para efectos de obtener mejores resultados pueden utilizarse ambos
modelos. De igual modo, en la Regresión Logística puede utilizarse información
referente al grado de fracturamiento asociado a las fallas presentes en la zona,
además, utilizar el perfil de suelo en lugar de la geología debido a que son
fenómenos superficiales y es necesario entender cómo se encuentra el material
visible.
Finalmente, el método Peso de la Evidencia en comparación con la Regresión
Logística, es más simple en su desarrollo puesto que el último requiere
programación y conocimiento en análisis estadísticos. Por lo mencionado
anteriormente, el método que se recomienda es el bivariado y como soporte de
este análisis se evidencia que en la curva ROC, para el caso del método bivariado
(Peso de la Evidencia) se obtuvo una curva de 0.81, mientras que el método
multivariado (Regresión Logística) obtuvo una curva de 0.66, lo que nos indica que
la mejor curva es 0.81 ya que es la más cercana a 1 y tiene un mayor
acercamiento a la realidad.
67
12. CONCLUSIONES
En la parte central del Municipio se observa una alta densidad de movimientos en
masa, a esto se le suma el control estructural de las fallas San Jerónimo y Tierra
Amarilla, que añaden esfuerzos constantes a la zona, además de generar
fracturas en la litología permitiendo la infiltración de agua, lo que incrementa la
meteorización de las rocas; asimismo, las pendientes muy abruptas dan a esta
zona una clasificación de susceptibilidad alta por movimientos en masa.
La reserva El Romeral es definida como una zona con susceptibilidad media, esto
a pesar de ser un área con fenómenos de remoción en masa en menor escala y
en menor densidad; sin embargo, es un área propensa a la ocurrencia de
movimientos debido a sus características, tales como pendientes muy abruptas y
escarpadas, materiales meteorizados y cizallados.
El modelo de Regresión Logística además de aportar una probabilidad espacial
tiene en cuenta la relevancia o no de una variable, permitiendo identificar cuál de
ellas no aporta datos al modelo y ser eliminada; a diferencia del modelo bivariado
que solo indica los pesos de las variables respecto a las demás. Es así que la
Regresión Logística podría ayudar a reconocer la fuente del evento con mayor
facilidad y así aportar una solución específica con premura.
El método bivariado fue elegido como el mejor modelo debido a que la zonificación
corresponde con la configuración actual del Municipio, de igual modo, las curvas
de validación de este modelo arrojan mejores datos que la Regresión Logística,
además, el método bivariado cuenta con procesamiento sencillo, que lo convierte
en un modelo práctico y replicable en comparación con el multivariado, aunque
estadísticamente este último debería ser más preciso, puesto que es más sensible
68
y requiere un buen conocimiento estadístico y un inventario de movimientos en
masa acorde al modelo.
69
13. RECOMENDACIONES
En el municipio se identificaron varias zonas con susceptibilidad alta, como es
el caso del sector Pueblo Viejo, y de las veredas El Himalaya, Tierra Amarilla,
La Esperanza y El Hoyo de Buga, por ello se recomienda realizar estudios a
detalle en dichas zonas, en caso de que se desee generar alguna intervención
antrópica o cambiar el uso de suelo.
La reserva El Romeral presenta características propias de una zona inestable,
además se visualizan fenómenos de remoción en masa a pesar de no
presentar intervención antrópica, por ello es preciso conservar este tramo del
Distrito de Manejo Integrado (DMI) con la denominación de área protegida,
puesto que cambiar su uso aumentaría el desarrollo de movimientos en masa,
afectando dicha zona y la parte central del municipio.
Debido a las condiciones intrínsecas que presenta la zona, se aconseja
agregar a los modelos de susceptibilidad los detonantes de lluvia y sismo, esto
debido a que al tener en cuenta las altas precipitaciones, la litología y
características estructurales del municipio, se puede obtener una zonificación
temporal.
Para la generación del modelo de Regresión Logística es necesario tener un
conocimiento previo de análisis estadísticos, puesto que el modelo es muy
sensible y la inclusión de cualquier dato de forma errónea puede alterar en
gran medida las operaciones.
Es de gran importancia para ambos modelos tener un buen inventario de
movimientos en masa, ya que todas las variables se relacionan con este.
70
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